ITRM20110521A1 - COVERING SLEEVE FOR CABLE JOINTS AND TERMINALS FOR ELECTRIC LINES - Google Patents
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Description
“MANICOTTO DI RIVESTIMENTO PER GIUNTI E TERMINALI DI CAVI PER LINEE ELETTRICHE†⠀ œ COVERING SLEEVE FOR JOINTS AND TERMINALS OF CABLES FOR ELECTRIC LINESâ €
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un manicotto di rivestimento per giunti e terminali di cavi per il trasporto e la distribuzione dell’energia elettrica. The present invention refers to a covering sleeve for joints and terminals of cables for the transport and distribution of electrical energy.
Più in particolare, l’invenzione si riferisce ad una struttura di un manicotto del tipo detto che viene montato su un giunto o su un terminale di cavo ed à ̈ configurato in modo ottimale da evitare che detto manicotto sottoposto a sollecitazioni meccaniche ed elettriche subisca deformazioni permanenti che ne inficino le caratteristiche fisiche ed elettriche. More in particular, the invention refers to a structure of a sleeve of the above type which is mounted on a joint or on a cable terminal and is configured in an optimal way to prevent said sleeve subjected to mechanical and electrical stresses permanent deformations that affect the physical and electrical characteristics.
I cavi per il trasporto o la distribuzione di energia elettrica a media e alta tensione dove il termine "media tensione" à ̈ usato con riferimento a una tensione tipicamente compresa tra circa 1 kV e circa 30 kV - generalmente comprendono, partendo radialmente dalla posizione più interna verso la posizione più esterna del cavo: un conduttore metallico, uno strato semiconduttore interno ( in materiale polimerico), uno strato isolante (in materiale polimerico), uno strato semiconduttore esterno (in materiale polimerico), uno schermo metallico - di solito in alluminio, piombo o in rame - e una guaina esterna di protezione polimerica. Cables for the transport or distribution of medium and high voltage electrical energy where the term "medium voltage" is used with reference to a voltage typically between about 1 kV and about 30 kV - generally include, starting radially from the most internal to the outermost position of the cable: a metal conductor, an internal semiconductor layer (made of polymeric material), an insulating layer (made of polymeric material), an external semiconductor layer (made of polymeric material), a metal screen - usually aluminum , lead or copper - and an outer polymeric protective sheath.
Per la giunzione di cavi elettrici a media tensione vengono utilizzati dei manicotti tubolari, costituiti da una pluralità di elementi che servono per ripristinare localmente tutte le funzioni del cavo, in particolare le funzioni primarie. Tali funzioni primarie comprendono: la continuità elettrica del conduttore, l'isolamento del cavo, la continuità degli schermi semiconduttivi e metallici, l’ermeticità e la protezione meccanica esterna. Tubular sleeves are used to join medium voltage electric cables, consisting of a plurality of elements that serve to locally restore all the functions of the cable, in particular the primary functions. These primary functions include: the electrical continuity of the conductor, the insulation of the cable, the continuity of semiconductive and metallic shields, airtightness and external mechanical protection.
I manicotti per cavi elettrici a media e alta tensione sono manufatti composti da materiali elastomerici oppure termoplastici, a geometria di solido di rivoluzione. II giunto in generale à ̈ composto dai seguenti elementi principali aventi diverse caratteristiche elettriche: isolante del giunto, elettrodo di potenza (in materiale semi conduttivo), elettrodo di terra (in materiale semiconduttivo), schermo (in materiale semiconduttivo). The sleeves for medium and high voltage electric cables are manufactured products made of elastomeric or thermoplastic materials, with a geometry of solid of revolution. The joint in general is composed of the following main elements with different electrical characteristics: joint insulation, power electrode (in semi-conductive material), earth electrode (in semiconductive material), shield (in semiconductive material).
Inoltre a completare la giunzione di cavi elettrici sono presenti uno schermo metallico (per dare continuità agli schermi dei cavi), una guaina di materiale polimerico di protezione e tamponatura in materiale polimerico idrorepellente( ad es. mastice). Furthermore, to complete the junction of electrical cables there is a metal screen (to give continuity to the cable screens), a sheath of polymeric material for protection and padding in water-repellent polymeric material (eg mastic).
Le più recenti esecuzioni di manicotti per giunti e per terminali di cavi elettrici, preferibilmente utilizzati in applicazioni di media tensione, sono costituiti prevalentemente da componenti preformati che vengono messi in opera a caldo, o a freddo, indipendentemente dal tipo di isolamento del cavo. The most recent executions of sleeves for joints and for terminals of electrical cables, preferably used in medium voltage applications, are mainly made up of pre-formed components that are installed either hot or cold, regardless of the type of cable insulation.
Per il montaggio dei suddetti manicotti à ̈ prevista una prima fase di preparazione del cavo che prevede, a titolo esemplificativo e non esaustivo, le seguenti operazioni: la pulizia, il taglio e lo sguainamento, senza incorrere in incisioni degli isolanti che inducano la formazione di bolle d’aria che possono innescare scariche parziali. La successiva fase di montaggio prevede la posa in opera deH’accessorio con relativo ripristino delle connessioni elettriche. Ogni operazione prevede l’utilizzo dell’appropriata attrezzatura scelta in funzione del tipo di cavo in lavorazione. For the assembly of the aforementioned sleeves, a first phase of cable preparation is envisaged which includes, by way of example and not limited to, the following operations: cleaning, cutting and stripping, without incurring incisions of the insulators that induce the formation of air bubbles that can trigger partial discharges. The subsequent assembly phase involves the installation of the accessory with relative restoration of the electrical connections. Each operation requires the use of the appropriate equipment chosen according to the type of cable being processed.
Nella tecnica nota vengono utilizzate principalmente tre tipologie di manicotti: push on, termoretraibili e autoretraibili, questi ultimi detti anche colà shrink. Ogni tipologia di manicotto può essere applicato in un determinato intervallo di sezioni dei cavi elettrici. In the known art three types of sleeves are mainly used: push on, heat-shrink and self-shrink, the latter also known as colà shrink. Each type of sleeve can be applied in a certain range of sections of the electrical cables.
I manicotti di tipo push on vengono calzati per interferenza di scorrimento sui cavi, coprono un intervallo limitato di sezioni di cavo e dipendono dalla forza dell’operatore per la loro installazione.. The push-on type sleeves are fitted to the cables by sliding interference, cover a limited range of cable sections and depend on the strength of the operator for their installation.
I manicotti termoretraibili sono costituiti in genere da materiale termoplastico realizzato per reticolazione, che fornisce ai manicotti stessi la proprietà di ritrarsi a seguito di riscaldamento con una fonte di calore, consentendone la contrazione sino a un diametro predeterminato, con possibilità di adattarsi a diverse geometrie del cavo. L’installazione del manicotto richiede la distribuzione costante della fonte di calore, onde evitare Γ alternarsi di zone surriscaldate e di zone fredde che pregiudicherebbe il funzionamento dell’accessorio. The heat-shrink sleeves are generally made of thermoplastic material made by cross-linking, which gives the sleeves themselves the property of retracting as a result of heating with a heat source, allowing them to shrink up to a predetermined diameter, with the possibility of adapting to different geometries of the cable. The installation of the sleeve requires the constant distribution of the heat source, in order to avoid the alternation of overheated areas and cold areas which would compromise the operation of the accessory.
I manicotti autoretraibili sono realizzati in gomma che, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, può essere EPR, EPDM oppure silicone. In fase di produzione il manicotto viene espanso su di un supporto plastico o metallico, in grado di generare una costante pressione radiale, e che viene rimosso dall’ accessorio al momento dell’installazione sul cavo elettrico. L’asportazione del supporto permette la contrazione del manicotto e la sua installazione. The self-shrink sleeves are made of rubber which, by way of example but not limited to, can be EPR, EPDM or silicone. During the production phase, the sleeve is expanded on a plastic or metal support, capable of generating a constant radial pressure, and which is removed from the accessory when it is installed on the electric cable. The removal of the support allows the contraction of the sleeve and its installation.
Detti manicotti sono caratterizzati da eccellenti prestazioni isolanti e di controllo del campo elettrico e sono impiegabili su una vasta gamma di cavi elettrici a media tensione, anche alle basse temperature, senza l’ausilio di utensili specifici o fonti di calore. Nella fase di installazione si possono generare dei micro difetti nella struttura dei materiali che riducono le prestazioni del manicotto rispetto a quelle previste in fase di produzione. Il decadimento meccanico induce un peggioramento delle caratteristiche elettriche. These sleeves are characterized by excellent insulating and electric field control performance and can be used on a wide range of medium voltage electric cables, even at low temperatures, without the aid of specific tools or heat sources. During the installation phase, micro defects in the structure of the materials can be generated which reduce the performance of the sleeve compared to those expected in the production phase. The mechanical decay induces a worsening of the electrical characteristics.
Attualmente, sono noti diversi tipi di rivestimenti per manicotti di giunzione e terminali di cavi di linee elettriche, che sono realizzati con mescole di materiale polimerico reticolato. Currently, different types of coatings for junction sleeves and terminals of electric line cables are known, which are made with cross-linked polymeric material compounds.
Detti rivestimenti, dilatabili e contraibili, sono in generale costituiti da una pluralità di strati sovrapposti assemblati in cantiere o preassemblati in fabbrica dove in parte detti strati sono uniti per attrito e non per coesione macromolecolare.I rivestimenti di tipo noto differiscono tra loro nel numero e nel tipo di strati. Said coatings, expandable and shrinkable, generally consist of a plurality of superimposed layers assembled on site or pre-assembled in the factory where in part said layers are joined by friction and not by macromolecular cohesion. in the type of layers.
A titolo di esempio, un rivestimento di tipo noto à ̈ formato da tre strati tubolari sovrapposti per attrito, un primo strato interno, un secondo strato intermedio ed un terzo strato esterno, ciascuno dei quali à ̈ realizzato con mescole di materiale polimerico reticolato. By way of example, a known type of coating is formed by three tubular layers superimposed by friction, a first internal layer, a second intermediate layer and a third external layer, each of which is made of cross-linked polymeric material mixes.
In particolare, lo strato interno à ̈ realizzato con un materiale avente costante dielettrica non inferiore a 5, lo strato intermedio à ̈ realizzato con materiale elettricamente isolante, e lo strato esterno à ̈ realizzato con materiale semiconduttivo. In particular, the inner layer is made with a material having a dielectric constant of not less than 5, the intermediate layer is made with electrically insulating material, and the outer layer is made with semiconductive material.
Uno svantaggio di detto rivestimento noto à ̈ che, si ha che negli strati con materiale a bassa permittività si instaura una differenza di potenziale elevata (e quindi un valore di campo elettrico elevato), mentre negli strati con materiale ad alta permittività si instaura una differenza di potenziale bassa (e quindi un valore di campo elettrico basso); la sovrapposizione di un numero elevato di detti strati determina la probabilità che deH’aria venga intrappolata tra detti strati e che ci siano difetti di natura geometrica (disallineamenti), inficiando il funzionamento elettrico dei suddetti manicotti. A disadvantage of said known coating is that, in the layers with low permittivity material, a high potential difference is established (and therefore a high electric field value), while in the layers with high permittivity material a difference is established. low potential (and therefore a low electric field value); the superposition of a large number of said layers determines the probability that air is trapped between said layers and that there are defects of a geometric nature (misalignments), affecting the electrical operation of said sleeves.
Un ulteriore svantaggio à ̈ dato dal fatto che più operazioni esegue Γ operatore per completare la giunzione, maggiore à ̈ il tempo di esecuzione, nonché la possibilità statistica di commettere errori. A further disadvantage is that the more operations the operator performs to complete the splice, the greater the execution time, as well as the statistical possibility of making mistakes.
Inoltre, un problema dei rivestimenti di tipo noto retraibili a caldo à ̈ rappresentato dal fatto che, in attesa di essere montati su un giunto o un terminale di cavo sono conservati in un magazzino in condizioni di assenza di qualsiasi sollecitazione meccanica, e quindi, senza energia elastica immagazzinata. Furthermore, a problem with known heat shrinkable coatings is that, while waiting to be mounted on a joint or a cable terminal, they are stored in a warehouse in conditions of absence of any mechanical stress, and therefore, without stored elastic energy.
In alternativa, per quelli autoretraibili, gli strati tubolari sono calzati per interferenza e dilatati su opportuni supporti, in materiale plastico, e quindi con energia elastica immagazzinata così da essere pronti per l’utilizzo su un giunto o su un terminale di cavo. Alternatively, for the self-retractable ones, the tubular layers are fitted by interference and dilated on suitable supports, in plastic material, and therefore with elastic energy stored so as to be ready for use on a joint or on a cable terminal.
Infatti, i rivestimenti noti autoretraibili, una volta montati su un giunto o su un terminale di cavo, sono sottoposti ad una sollecitazione meccanica per un tempo indefinito in quanto devono serrarsi elasticamente su detto terminale di cavo, ed il loro dimensionamento à ̈ progettato per evitare che sollecitazioni meccaniche ed elettriche applicate su di essi durante la vita del giunto e del terminale di cavo siano di entità tale da raggiungere nel tempo deformazioni permanenti meccaniche inaccettabili che inficiano la funzionalità dei manicotti stessi. Dal punto di vista elettrico, un manicotto e risolante del cavo sono sottoposti alle seguenti tensioni fisse: tensione del cavo in corrispondenza del lato interno dell’isolante del cavo (conduttore) e del lato esterno dell’elettrodo di potenza; tensione di massa in corrispondenza dell’ elettrodo di massa e del lato esterno dell’isolante del giunto (schermo). In fact, the known self-retracting coatings, once mounted on a joint or on a cable terminal, are subjected to mechanical stress for an indefinite time as they have to tighten elastically on said cable terminal, and their sizing is designed to avoid that mechanical and electrical stresses applied to them during the life of the joint and of the cable terminal are of such magnitude as to reach unacceptable permanent mechanical deformations over time that affect the functionality of the sleeves themselves. From an electrical point of view, a cable sleeve and resoling agent are subjected to the following fixed voltages: cable voltage at the inner side of the cable insulation (conductor) and at the outer side of the power electrode; ground voltage at the ground electrode and the outer side of the joint insulation (shield).
All’ interno del manicotto si instaura un potenziale elettrico variabile da punto a punto e il relativo campo elettrico vettoriale (gradiente del potenziale). I valori del campo elettrico dipendono, oltre che dalla tensione del cavo e dalla geometria, dalle caratteristiche di permettività (costante dielettrica) dei materiali interessati. Inside the sleeve, an electric potential that varies from point to point and the relative vector electric field (gradient of the potential) are established. The values of the electric field depend not only on the voltage of the cable and on the geometry, but also on the permittivity characteristics (dielectric constant) of the materials involved.
Il fenomeno elettrico risulta analogo al fenomeno della conduzione termica nei materiali laddove si faccia corrispondere la differenza di potenziale elettrico con la differenza di temperatura e la permettività elettrica con la conducibilità termica. Il vettore flusso termico corrisponde al vettore campo elettrico. The electrical phenomenon is similar to the phenomenon of thermal conduction in materials where the difference in electrical potential is made to correspond with the difference in temperature and the electrical permittivity with thermal conductivity. The heat flux vector corresponds to the electric field vector.
Il valore del campo elettrico nel manicotto influisce sul funzionamento dell’accessorio e sulla sua idoneità in esercizio. In particolare, il campo elettrico deve assumere valori in ogni punto non superiori a quelli ammissibili per i materiali costituenti il manicotto al fine di non pregiudicare la sua durata in esercizio. I valori massimi di campo elettrico generalmente sono presenti, per i manufatti in questione, nelle zone dove il campo elettrico subisce una deflessione brusca, come ad esempio nelle parti curve dell 'elettrodo di potenza e dell'elettrodo di terra. The value of the electric field in the sleeve affects the functioning of the accessory and its suitability in operation. In particular, the electric field must assume values at each point not higher than those admissible for the materials making up the sleeve in order not to jeopardize its service life. The maximum values of the electric field are generally present, for the artifacts in question, in the areas where the electric field undergoes a sudden deflection, such as for example in the curved parts of the power electrode and of the earth electrode.
Lo stato dell’arte dispone di numerosi documenti brevettuali relativi a manicotti di rivestimento per giunti e terminali di cavi per linee elettriche; tra essi si citano i seguenti: The state of the art has numerous patent documents relating to sheathing sleeves for joints and cable terminals for power lines; among them the following are mentioned:
- WO 2007/074480 Al dal titolo “Joining method and related junction for electric cables, tubular covering sleeve for electric-cable junctions and process for manufacturing thà ̈ same†depositato in data 28.12.2005; - WO 2007/074480 Al entitled â € œJoining method and related junction for electric cables, tubular covering sleeve for electric-cable junctions and process for manufacturing thà ̈ sameâ € filed on 28.12.2005;
- JP 2009/100592 A dal titolo “Power cable joint†depositato in data 18.10.2007; - JP 2009/100592 A entitled â € œPower cable jointâ € filed on 18.10.2007;
- US 2003/188885 Al dal titolo “Connection structure and connection member for electrical connection of power cables†depositato in data 27.11.2002; - US 2003/188885 Al entitled â € œConnection structure and connection member for electrical connection of power cablesâ € filed on 27.11.2002;
- WO 00/01048 Al dal titolo “Pre-assembled electrical splice component†depositato in data 28.10.1998; - WO 00/01048 A1 entitled â € œPre-assembled electrical splice componentâ € filed on 28.10.1998;
- FR 291 1441 Al dal titolo “Dispositif de protection pour cable electrique a isolation a base de papier impregne†depositato in data 16.01.2007; - FR 291 1441 Al entitled â € œDispositif de protection pour cable electrique a isolation a base de papier impregnneâ € filed on 16.01.2007;
- US 3816640 A dal titolo “Multitube cable splice assembly and method of making same†depositato in data 12.07.1973. - US 3816640 A entitled â € œMultitube cable splice assembly and method of making sameâ € filed on 12.07.1973.
Allo stato dell’arte, nella normale progettazione di una giunzione, per l’isolante del manicotto si adotta usualmente un unico materiale. Ne deriva quindi che, per contenere il valore del campo elettrico entro limiti accettabili, si possa agire solamente sulla geometria del giunto, ovvero agire sullo spessore dell’isolante, sui raggi di curvatura dell’ elettrodo di potenza e dell'elettrodo di terra; questa tecnica in alcune situazioni, può risultare problematica dovendo soddisfare contemporaneamente altre prescrizioni progettuali. In the state of the art, in the normal design of a joint, a single material is usually used for the insulation of the sleeve. It therefore follows that, in order to contain the value of the electric field within acceptable limits, one can only act on the geometry of the joint, i.e. act on the thickness of the insulator, on the radii of curvature of the power electrode and of the earth electrode. ; this technique in some situations can be problematic as it has to satisfy other design requirements at the same time.
Dal punto di vista meccanico, un manicotto à ̈ sottoposto ad una deformazione radiale imposta dovendo essere alloggiato con interferenza sul cavo (in esercizio) o in alcuni casi su un supporto (in stoccaggio prima del suo impiego). Tale deformazione genera uno stato tensionale in ogni punto del manicotto stesso. Inoltre, viene esercitata sul cavo una pressione che generalmente risulta variabile da punto a punto in funzione della conformazione geometrica del manicotto e dalle caratteristiche elastiche dei suoi componenti. From the mechanical point of view, a sleeve is subjected to an imposed radial deformation having to be housed with interference on the cable (in operation) or in some cases on a support (in storage before its use). This deformation generates a stress state in every point of the sleeve itself. Furthermore, a pressure is exerted on the cable which generally varies from point to point according to the geometric conformation of the sleeve and the elastic characteristics of its components.
La pressione esercitata sul cavo riveste una rilevante importanza per il funzionamento elettrico dell'accessorio. Una carenza di tale pressione provoca inevitabilmente il malfunzionamento deH'accessorio con insorgenza di scariche elettriche parziali o addirittura ad una perforazione del dielettrico. The pressure exerted on the cable is of considerable importance for the electrical functioning of the accessory. A lack of this pressure inevitably causes the accessory to malfunction with the onset of partial electric discharges or even a perforation of the dielectric.
Inoltre anche le tensioni meccaniche nel manicotto devono risultare inferiori ai valori ammissibili di ciascun materiale componente. Furthermore, the mechanical stresses in the sleeve must also be lower than the admissible values of each component material.
Scopo della presente invenzione, pertanto, à ̈ quello di superare gli svantaggi della tecnica nota, fornendo un manicotto multistrato di rivestimento - per esempio a controllo geometrico di campo - per giunti o terminali di cavo in grado di avere la massima flessibilità e le migliori caratteristiche fisiche, meccaniche ed elettriche, scegliendo opportunamente il numero di strati, lo spessore di ciascuno di essi, ed i materiali costituenti detti strati, così da rendere il manicotto adattabile e fruibile in diverse condizioni operative. The purpose of the present invention, therefore, is to overcome the disadvantages of the prior art, providing a multilayer coating sleeve - for example with geometric field control - for cable joints or terminals capable of having maximum flexibility and the best characteristics. physical, mechanical and electrical, by appropriately choosing the number of layers, the thickness of each of them, and the materials constituting said layers, so as to make the sleeve adaptable and usable in different operating conditions.
Detto manicotto à ̈ caratterizzato da una suddivisione degli elementi essenziali che lo compongono, ciascuno in una pluralità di strati. Said sleeve is characterized by a subdivision of the essential elements that compose it, each in a plurality of layers.
In particolare lo strato di materiale isolante à ̈ di tipo composito ovvero costituito da almeno due strati di cui almeno uno sullo stesso livello interposto tra l’elettrodo di potenza e ciascuno degli elettrodi di massa, e almeno uno disposto su di essi. In particular, the layer of insulating material is of the composite type or consists of at least two layers of which at least one on the same level interposed between the power electrode and each of the ground electrodes, and at least one arranged on them.
Questa struttura a strati del materiale isolante permette di modi diversi di produrre il manicotto e di fornire dunque una struttura alternativa allo strato isolante noto nello stato dell’arte. This layered structure of the insulating material allows for different ways of producing the sleeve and thus providing an alternative structure to the insulating layer known in the state of the art.
Detti strati hanno caratteristiche di spessore limitato (dell'ordine di decimi di millimetro) e possono essere ciascuno costituiti con materiale avente diverse proprietà elettriche, meccaniche e chimiche. Said layers have characteristics of limited thickness (of the order of tenths of a millimeter) and can each be made up of material having different electrical, mechanical and chemical properties.
Per la esecuzione del singolo strato sono utilizzati preferibilmente materiali di natura elastomerica e termoplastica reticolabili, e plastica. For the execution of the single layer, cross-linkable elastomeric and thermoplastic materials and plastics are preferably used.
1 suddetti strati sono dislocati nelle zone funzionali a formare il manicotto stampando e/o estrudendo gli strati in modo coassiale oppure avvolgendo tali strati ad elica in senso radiale e/o longitudinale. The aforesaid layers are dislocated in the functional zones to form the sleeve by molding and / or extruding the layers coaxially or by wrapping said helical layers in a radial and / or longitudinal direction.
Convenientemente la dislocazione degli strati, a formare il manicotto, può altresì essere ottenuta combinando l'estrusione coassiale con gli avvolgimenti ad elica. Tali strati possono quindi essere dislocati in direzione radiale, assiale o combinata secondo la convenienza in modo tale da formare il manicotto sopradetto in un unico corpo coeso. Conveniently, the dislocation of the layers, to form the sleeve, can also be obtained by combining the coaxial extrusion with the helical windings. These layers can therefore be displaced in a radial, axial or combined direction according to convenience in such a way as to form the aforementioned sleeve in a single cohesive body.
E' quindi possibile la realizzazione di manicotti caratterizzati anche dal fatto di avere geometrie asimmetriche nelle direzioni radiali e/o longitudinali. It is therefore possible to produce sleeves also characterized by the fact of having asymmetrical geometries in the radial and / or longitudinal directions.
Dal punto di vista meccanico, mediante il manicotto oggetto della presente invenzione, Ã ̈ possibile convenientemente controllare la distribuzione della pressione esercitata dal manicotto sul cavo non solo agendo sulla geometria degli elementi funzionali ma anche operando sul numero di strati costituenti il manicotto, la loro localizzazione radiale e/o longitudinale, la tipologia di materiale del singolo strato e lo spessore del singolo strato. From a mechanical point of view, by means of the sleeve object of the present invention, it is conveniently possible to control the distribution of the pressure exerted by the sleeve on the cable not only by acting on the geometry of the functional elements but also by operating on the number of layers making up the sleeve, their location radial and / or longitudinal, the type of material of the single layer and the thickness of the single layer.
Ciò comporta una maggiore libertà progettuale dal punto di vista meccanico del giunto. This entails greater design freedom from the mechanical point of view of the joint.
Le tensioni meccaniche nel manicotto secondo l’invenzione, le quali devono risultare inferiori ai valori ammissibili di ciascun materiale componente, possono essere controllate in maniera selettiva e puntuale. The mechanical stresses in the sleeve according to the invention, which must be lower than the admissible values of each component material, can be controlled selectively and precisely.
Dal punto di vista elettrico, con il manicotto secondo la presente invenzione, à ̈ possibile convenientemente controllare la distribuzione del campo elettrico non solo agendo sulla geometria degli elementi funzionali (spessore isolante, raggi di curvatura dell’elettrodo di potenza e dell'elettrodo di terra) ma anche operando sul numero di strati costituenti il manicotto, la loro localizzazione radiale e/o longitudinale, la permettività del materiale del singolo strato e lo spessore del singolo strato. From the electrical point of view, with the sleeve according to the present invention, it is conveniently possible to control the distribution of the electric field not only by acting on the geometry of the functional elements (insulating thickness, radii of curvature of the power electrode and of the ground) but also by operating on the number of layers making up the sleeve, their radial and / or longitudinal location, the permittivity of the material of the single layer and the thickness of the single layer.
Ciò comporta una maggiore libertà progettuale dal punto di vista elettrico del giunto. This entails greater design freedom from the electrical point of view of the joint.
Con il manicotto secondo l’invenzione, la possibilità che dell’aria venga intrappolata negli strati à ̈ praticamente nulla in quanto gli strati aderiscono tra loro con adesione macromolecolare già in fase di produzione. With the sleeve according to the invention, the possibility of air being trapped in the layers is practically nil as the layers adhere to each other with macromolecular adhesion already in the production phase.
Il ritrovato, inoltre, essendo realizzato in fabbrica in strati a formare un unico corpo coeso, semplifica le operazioni di montaggio da parte dell'operatore finale sulla giunzione dei cavi, minimizzando così possibilità di errori. The device, moreover, being made in the factory in layers to form a single cohesive body, simplifies the assembly operations by the final operator on the junction of the cables, thus minimizing the possibility of errors.
Forma, pertanto, oggetto dell’invenzione un manicotto di rivestimento per giunti e terminali di cavi per linee elettriche, ciascuno di detti cavi del tipo comprendente una guaina esterna, uno schermo metallico, un semiconduttore ed un isolante primario, detto manicotto comprendendo in un’esecuzione preferita: - un elettrodo di potenza, posizionato al centro del manicotto in modo tale da andare a contatto sia con un connettore metallico che unisce due cavi per linee elettriche, che parzialmente con ciascuno di detti cavi, Therefore, the subject of the invention forms a covering sleeve for joints and terminals of cables for electric lines, each of said cables of the type comprising an outer sheath, a metal screen, a semiconductor and a primary insulator, said sleeve comprising in a € ™ preferred execution: - a power electrode, positioned in the center of the sleeve in such a way as to come into contact both with a metal connector that joins two cables for electric lines, and partially with each of said cables,
- due elettrodi di terra o deflettori, ciascuno posizionato lateralmente rispetto a detto elettrodo di potenza, - two earth electrodes or deflectors, each positioned laterally with respect to said power electrode,
detto elettrodo di potenza e detto elettrodi di terra essendo distanziati tra loro, - uno strato di materiale isolante, che ricopre detto elettrodo di potenza e ciascuno di detti elettrodi di terra, said power electrode and said earth electrodes being spaced apart, - a layer of insulating material, which covers said power electrode and each of said earth electrodes,
- uno strato di materiale semiconduttore che ricopre detto strato di materiale isolante e che comprende almeno uno schermo metallico, detto strato di materiale semiconduttore ricoprendo una porzione di schermo metallico e parte del semiconduttore di un rispettivo cavo per linee elettriche, ed - a layer of semiconductor material which covers said layer of insulating material and which comprises at least one metal screen, said layer of semiconductor material covering a portion of the metal screen and part of the semiconductor of a respective cable for power lines, and
- uno strato di protezione che riveste esternamente detto manicotto. - a protection layer which externally covers said sleeve.
Detto strato di materiale semiconduttore può comprendere un primo strato semiconduttore ed un secondo strato semiconduttore tra i quali à ̈ interposto detto schermo metallico. In particolare, detto secondo strato semiconduttore può comprendere una pluralità di strati sovrapposti. Said layer of semiconductor material can comprise a first semiconductor layer and a second semiconductor layer between which said metal screen is interposed. In particular, said second semiconductor layer can comprise a plurality of superimposed layers.
Detto strato di materiale isolante può comprendere una pluralità di strati in alternativa può comprendere un primo strato composto da una prima porzione ed una seconda porzione, ciascuna delle quali à ̈ interposta tra un elettrodo di terra e detto elettrodo di potenza, ed un secondo strato che à ̈ sovrapposto a detti elettrodi di terra, a detto elettrodo di potenza, ed a detto primo strato e secondo strato. Anche detto elettrodo di potenza e ciascuno di detti elettrodi di terra possono comprendere una pluralità di strati. Said layer of insulating material can comprise a plurality of layers, alternatively it can comprise a first layer composed of a first portion and a second portion, each of which is interposed between an earth electrode and said power electrode, and a second layer which It is superimposed on said earth electrodes, on said power electrode, and on said first layer and second layer. Also said power electrode and each of said earth electrodes can comprise a plurality of layers.
In una seconda esecuzione à ̈ possibile prevedere che gli strati che l’elettrodo di potenza, l’elettrodo di terra e lo strato di materiale isolante siano ciascuno costituiti da strati sovrapposti concentrici. Gli strati di detto materiale isolante a contatto con gli strati di detto elettrodo di potenza e di detti elettrodi di terra hanno una forma complementare rispetto a detti strati che compongono detto elettrodo di potenza e ciascuno di detti elettrodi di terra. In a second embodiment it is possible to foresee that the layers that the power electrode, the earth electrode and the layer of insulating material are each made up of concentric superimposed layers. The layers of said insulating material in contact with the layers of said power electrode and of said earth electrodes have a complementary shape with respect to said layers that make up said power electrode and each of said earth electrodes.
In una terza esecuzione à ̈ possibile prevedere che gli strati semiconduttori che compongono Γ elettrodo di potenza e gli elettrodi di terra siano alternati a gli strati sovrapposti dello strato isolante. Anche in questa alternativa, gli strati dello strato di materiale isolante a contatto con gli strati di detto elettrodo di potenza e di detti elettrodi di terra hanno una forma complementare rispetto a detti strati che compongono detto elettrodo di potenza e ciascuno detti elettrodi di terra. In particolare, gli strati che compongono detto strato di materiale isolante sono degli strati avvolti a spirale su se stessi e anche gli strati isolanti e quelli semiconduttori che compongono sia l’elettrodo di potenza che gli elettrodi di terra sono strati avvolti a spirale su stessi. In a third embodiment it is possible to provide that the semiconductor layers that make up the power electrode and the earth electrodes are alternated with the superimposed layers of the insulating layer. Also in this alternative, the layers of the layer of insulating material in contact with the layers of said power electrode and of said earth electrodes have a complementary shape with respect to said layers that make up said power electrode and each of said earth electrodes. In particular, the layers that make up said layer of insulating material are spirally wound layers on themselves and also the insulating and semiconductor layers that make up both the power electrode and the earth electrodes are spirally wound layers on themselves. .
La distribuzione degli strati di materiali a spirale o a cerchi concentrici può' in alcuni casi essere caratterizzata da interruzioni volute degli strati in senso longitudinale e/o radiale in modo da governare in modo desiderato le proprietà ' elettriche e meccaniche del manufatto. The distribution of the layers of materials in spiral or concentric circles can in some cases be characterized by desired interruptions of the layers in a longitudinal and / or radial direction in order to govern in a desired way the electrical and mechanical properties of the product.
E preferibile che lo spessore degli gli strati che compongono detto strato di materiale isolante e degli strati che compongono sia detto elettrodo di potenza che detti elettrodi di terra sia di almeno 0,lmm. It is preferable that the thickness of the layers that make up said layer of insulating material and of the layers that make up both said power electrode and said earth electrodes is at least 0.1mm.
Lo strato di materiale isolante può comprendere ad esempio tredici strati. The layer of insulating material can comprise, for example, thirteen layers.
Nella prima esecuzione preferita, il valore di permettività di ciascuno strato del materiale isolante può essere pari al valore di 2,8. In the first preferred embodiment, the permittivity value of each layer of the insulating material can be equal to the value of 2.8.
Nella seconda esecuzione, partendo dallo strato più interno fino a quello più esterno, il valore di permettività degli strati del materiale isolante, à ̈ pari al valore di 2,8 per il primo strato, al valore di 4 per il secondo strato, al valore di 8 per il terzo ed il quarto strato, al valore di 4 per il quinto strato, al valore di 2,8 per i restanti strati. In the second execution, starting from the innermost layer to the outermost one, the permittivity value of the layers of the insulating material is equal to the value of 2.8 for the first layer, to the value of 4 for the second layer, to the value of 8 for the third and fourth layers, at a value of 4 for the fifth layer, at a value of 2.8 for the remaining layers.
Nella terza esecuzione, sempre partendo dallo strato più interno fino a quello più esterno, il valore di permettività degli strati dello strato del materiale isolante à ̈ pari al valore di 10 per il primo strato, al valore di 2,8 per il secondo strato, al valore di 4 per il terzo e quarto strato, al valore di 2,8 per i restanti strati. In the third execution, always starting from the innermost layer to the outermost one, the permittivity value of the layers of the insulating material layer is equal to the value of 10 for the first layer, to the value of 2.8 for the second layer, at a value of 4 for the third and fourth layers, at a value of 2.8 for the remaining layers.
Secondo l'invenzione, lo strato di protezione del manicotto può comprendere almeno uno strato di materiale tale da comportarsi come uno strato di tamponatura all’umidità o di materiale tale da presentare un alta resistenza meccanica. According to the invention, the protective layer of the sleeve can comprise at least one layer of material such as to behave as a layer of damp padding or of material such as to have a high mechanical resistance.
Ancora secondo Γ invenzione, il manicotto può comprendere ulteriormente primi strati di tamponatura all’umidità , ciascuno dei quali à ̈ posto ad una estremità di detto manicotto in modo tale da ricoprire rispettivamente una parte dello schermo metallico di ciascuno dei due cavi e parte della guaina esterna di ciascuno dei due cavi. Still according to the invention, the sleeve can further comprise first layers of damp padding, each of which is placed at one end of said sleeve in such a way as to cover respectively a part of the metal shield of each of the two cables and part of the outer sheath of each of the two cables.
Ulteriormente secondo l’invenzione, il manicotto può comprendere secondi strati di tamponatura all’umidità , ciascuno dei quali à ̈ affiancato ad un primo strato di tamponatura aH’umidità . Further according to the invention, the sleeve can comprise second layers of humidity padding, each of which is flanked by a first layer of humidity padding.
La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo alcune esecuzioni preferite con particolare riferimento alle figure allegate, in cui: The present invention will now be described, for illustrative but not limitative purposes, according to some preferred embodiments with particular reference to the attached figures, in which:
la figura 1 à ̈ una sezione longitudinale di una prima esecuzione di un manicotto per giunti di media tensione, secondo l’invenzione nella sua forma dilatata su di un supporto plastico; Figure 1 is a longitudinal section of a first execution of a sleeve for medium voltage joints, according to the invention in its expanded form on a plastic support;
la figura 2 mostra le sezioni circolari, a-a’, b-b’ e c-c’ in corrispondenza dei punti a, b e c del manicotto di figura 1 ; figure 2 shows the circular sections, a-aâ € ™, b-bâ € ™ and c-câ € ™ at points a, b and c of the sleeve of figure 1;
la figura 3 Ã ̈ una sezione longitudinale ingrandita del manicotto di fig. 1 non espanso su supporto; figure 3 is an enlarged longitudinal section of the sleeve of fig. 1 unexpanded on support;
la figura 4 Ã ̈ una sezione longitudinale ingrandita di una seconda esecuzione di un manicotto per giunti di media tensione non espanso su supporto; Figure 4 is an enlarged longitudinal section of a second execution of a sleeve for medium tension joints not expanded on a support;
la figura 5 Ã ̈ una sezione longitudinale ingrandita di una terza esecuzione di un manicotto per giunti di media tensione non espanso su suppporto; figure 5 is an enlarged longitudinal section of a third execution of a sleeve for medium tension joints not expanded on support;
la figura 6 à ̈ uno schema relativo alla sollecitazione elettrica dei materiali in determinati punti critici di un manicotto a controllo geometrico di campo;le figure 7-8 mostrano rispettivamente i dettagli relativi alla sollecitazione dei materiali in corrispondenza dell’elettrodo di terra e di potenza del manicotto. figure 6 is a diagram relating to the electrical stress of the materials in certain critical points of a sleeve with geometric field control; figures 7-8 respectively show the details relating to the stress of the materials in correspondence with the earth electrode and power of the sleeve.
Con particolare riferimento alle figura 1, si prevede un manicotto di rivestimento 1 retraibile a freddo raffigurato nella sua forma dilatata e posizionato su un supporto 18 previsto su una giunzione 11 di cavi di linee elettriche di media tensione, dove ciascun cavo comprende una guaina esterna 12, uno schermo metallico 13, un semiconduttore 14, un isolante primario 15, ed un conduttore 16 e dove detti due cavi sono uniti tra loro tramite un connettore metallico 17 posto sui conduttori 16 di detti due cavi. With particular reference to Figure 1, a cold shrinkable covering sleeve 1 is provided, shown in its expanded form and positioned on a support 18 provided on a junction 11 of cables of medium voltage electric lines, where each cable comprises an outer sheath 12 , a metal screen 13, a semiconductor 14, a primary insulator 15, and a conductor 16 and where said two cables are joined together by means of a metal connector 17 placed on the conductors 16 of said two cables.
Nella prima esecuzione illustrata in fig. 1 detto manicotto 1 comprende una pluralità di strati e di elementi posizionati in modo coassiale uno all’altro ed uniti tra di loro. In particolare il manicotto 1 comprende: In the first embodiment illustrated in fig. 1 said sleeve 1 comprises a plurality of layers and elements positioned coaxially one to the other and joined together. In particular, the sleeve 1 comprises:
- un primo elemento 7 costituito da un elettrodo di potenza posizionato centralmente in modo da andare a contatto interamente con il connettore metallico 17 della giunzione 11 e parzialmente con ciascun cavo, - a first element 7 consisting of a power electrode positioned centrally so as to come into contact entirely with the metal connector 17 of the junction 11 and partially with each cable,
- un primo strato 6 composito di materiale isolante, composto a sua volta da un primo strato formato da due porzioni 6A e 6A’, giacenti su uno stesso piano (con una permetti vità elettrica di almeno 5) e affiancate a detto primo elemento 7 in modo tale che quest’ultimo risulti interposto tra di esse, e da un secondo strato 6B che à ̈ sovrapposto a detto primo elemento 7, nonché alle due porzioni 6A e 6A’, dove dette porzioni 6A e 6A’ vanno a contatto con la rispettiva porzione di isolante primario 15, - a first composite layer 6 of insulating material, composed in turn of a first layer formed by two portions 6A and 6Aâ € ™, lying on the same plane (with an electrical allowance of at least 5) and placed side by side with said first element 7 in such a way that the latter is interposed between them, and by a second layer 6B which is superimposed on said first element 7, as well as on the two portions 6A and 6Aâ € ™, where said portions 6A and 6Aâ € ™ go in contact with the respective portion of primary insulator 15,
- un secondo elemento 4A ed un terzo elemento 4B costituiti rispettivamente da un elettrodo di terra o deflettore, ciascuno rispettivamente affiancato alla prima porzione 6A ed alla seconda porzione 6A’ del primo strato composito 6, e posto coassialmente ad una rispettiva porzione di estremità del secondo strato 6B dello stesso strato 6, dove ciascuno di detti strati ricopre una porzione di un rispettivo isolante primario 15 e parte del semiconduttore 14 del cavo, - a second element 4A and a third element 4B consisting respectively of an earth electrode or deflector, each respectively flanked to the first portion 6A and to the second portion 6Aâ € ™ of the first composite layer 6, and placed coaxially to a respective end portion of the second layer 6B of the same layer 6, where each of said layers covers a portion of a respective primary insulator 15 and part of the semiconductor 14 of the cable,
- un secondo strato 5 di materiale semiconduttore, posizionato al di sopra di detto strato 6, comprendente a sua volta due strati di semiconduttore 5A e 5C ed interposto tra essi uno strato 5B fungente da schermo metallico il quale ricopre una porzione di schermo metallico 13 e parte del semiconduttore 14 di un rispettivo cavo. - a second layer 5 of semiconductor material, positioned above said layer 6, comprising in turn two semiconductor layers 5A and 5C and interposed between them a layer 5B acting as a metal screen which covers a portion of the metal screen 13 and part of the semiconductor 14 of a respective cable.
- due elementi 3A e 3B di materiale tale da tamponare l’umidità , ciascuno posto ad una estremità del manicotto, in modo da coprire rispettivamente una parte dello schermo metallico, 5B del manicotto, parte dello schermo metallico 13 del cavo e parte della guaina esterna 12; - two elements 3A and 3B of material such as to buffer the humidity, each placed at one end of the sleeve, so as to cover respectively a part of the metal screen, 5B of the sleeve, part of the metal screen 13 of the cable and part of the sheath external 12;
- un quarto strato esterno di rivestimento 10, preferibilmente isolante, che riveste i suddetti strati ed elementi. - a fourth external coating layer 10, preferably insulating, which covers the aforesaid layers and elements.
Detto strato 5 di materiale semiconduttore può essere realizzato in un unico strato che comprende al suo interno uno schermo metallico. Said layer 5 of semiconductor material can be made in a single layer which comprises inside a metal screen.
Inoltre, lo strato di rivestimento 10 comprende un ulteriore quinto strato 2 che può essere di materiale tale da tamponare l’umidità o da presentare un alta resistenza meccanica. Furthermore, the covering layer 10 comprises a further fifth layer 2 which can be of material such as to buffer humidity or to present a high mechanical resistance.
In figura 2 vengono mostrate le sezioni circolari, a-a’, b-b’ e c-c’ in corrispondenza dei punti a, b e c del manicotto di figura 1 , mentre in fig. 3 à ̈ mostrata una porzione ingrandita del manicotto di fig. 1 rappresentata non espansa su di un supporto. Figure 2 shows the circular sections, a-aâ € ™, b-bâ € ™ and c-câ € ™ at points a, b and c of the sleeve of figure 1, while in fig. 3 an enlarged portion of the sleeve of fig. 1 shown unexpanded on a support.
Una seconda esecuzione di un manicotto di rivestimento retraibile a freddo à ̈ mostrata in figura 4 rappresentata anch’essa non espansa su un supporto. A second embodiment of a cold shrink sleeve is shown in FIG. 4 also shown unexpanded on a support.
A differenza della prima esecuzione, gli elettrodi di potenza 7 e di terra 4A, 4B, di cui solo l’elettrodo 4A à ̈ visibile in figura, sono costituiti da una pluralità di strati sovrapposti. Unlike the first version, the power electrodes 7 and earth electrodes 4A, 4B, of which only the electrode 4A is visible in the figure, are made up of a plurality of superimposed layers.
Inoltre, a differenza della prima esecuzione, lo strato isolante 6 comprende una pluralità di strati isolanti sovrapposti, che rivestono detto elettrodo di potenza 7 e detti elettrodi di terra 4A e 4B. In particolare, ciascuno di detti strati isolanti che compone lo strato 6 à ̈ tale da essere complementare ad un corrispondente strato che compone detto elettrodo di potenza 7 e detti elettrodi di terra 4A e 4B. Ciò consente la regolazione fine delle caratteristiche elettriche dello strato 6 a contatto con gli elettrodi di potenza e di terra. I profili geometrici dell’ elettrodo di terra e dell’elettrodo di potenza sono complementari al profilo degli strati che compongono lo strato 6. Furthermore, unlike the first embodiment, the insulating layer 6 comprises a plurality of superimposed insulating layers, which cover said power electrode 7 and said earth electrodes 4A and 4B. In particular, each of said insulating layers that make up the layer 6 is such as to be complementary to a corresponding layer that makes up said power electrode 7 and said earth electrodes 4A and 4B. This allows the fine adjustment of the electrical characteristics of the layer 6 in contact with the power and earth electrodes. The geometric profiles of the earth electrode and of the power electrode are complementary to the profile of the layers that make up layer 6.
Una terza esecuzione del manicotto per giunti di media tensione à ̈ mostrato nella figura 5. A third version of the sleeve for medium voltage joints is shown in figure 5.
A differenza della seconda esecuzione lo strato 6 comprende una pluralità di strati avvolti a spirale su se stessi che mantengono il potenziale elettrico degli elettrodi di terra 4A e 4B e di potenza 7. Unlike the second embodiment, the layer 6 comprises a plurality of layers spirally wound on themselves which maintain the electric potential of the earth electrodes 4A and 4B and of the power electrodes 7.
In particolare, secondo una caratteristica peculiare di tale esecuzione, l’elettrodo di potenza 7, così come quelli di terra 4A e 4B sono composti da una alternanza di strati di materiale isolante e di strati di materiale semiconduttore avvolti a spirale su stessi. Gli strati di materiale isolante di detto elettrodo di potenza e di detti elettrodi di terra sono complementari a quelli che compongono lo strato 6. A differenza della seconda esecuzione, lo strato 5C di materiale semiconduttore dello strato 5 comprende almeno due strati di semiconduttore. In particular, according to a peculiar characteristic of this execution, the power electrode 7, as well as the earth electrodes 4A and 4B, are composed of an alternation of layers of insulating material and layers of semiconductor material spiral wound on them. The layers of insulating material of said power electrode and of said earth electrodes are complementary to those that make up layer 6. Unlike the second embodiment, the layer 5C of semiconductor material of the layer 5 comprises at least two semiconductor layers.
Ulteriormente, il manicotto di detta terza esecuzione comprende due strati 8 di tamponatura all’umidità (di cui solo uno à ̈ mostrato in figura), posizionato alle estremità del manicotto 1. Furthermore, the sleeve of said third execution comprises two layers 8 of damp plugging (of which only one is shown in the figure), positioned at the ends of the sleeve 1.
Lo spessore degli strati che compongono lo strato 6 e lo spessore degli strati che compongono l’elettrodo di potenza e quelli di terra à ̈ di almeno 0,lmm. The thickness of the layers that make up layer 6 and the thickness of the layers that make up the power electrode and the earth electrode is at least 0, lmm.
La figura 6 riporta un modello funzionale semplificato del manicotto per illustrarne le proprietà elettriche, variando le caratteristiche dei materiali dello strato isolante 6 come illustrato in tabella 1. Figure 6 shows a simplified functional model of the sleeve to illustrate its electrical properties, varying the characteristics of the materials of the insulating layer 6 as shown in table 1.
In una prima alternativa à ̈ possibile adottare come isolante un unico materiale, mentre in una seconda alternativa à ̈ possibile adottare una soluzione multistrato per lo strato isolante 6 utilizzando per ciascun strato un materiale con carateristiche di permettività diverse dagli altri, che sono localizzate nella zona della raggiatura dell’eletrodo di potenza 7. In a first alternative it is possible to adopt a single material as insulator, while in a second alternative it is possible to adopt a multilayer solution for the insulating layer 6 using for each layer a material with permittivity characteristics different from the others, which are localized in the area of the radius of the power electrode 7.
Nell’esempio che si descrive, risolante 6 à ̈ composto da tredici strati. In the example described, resolant 6 is made up of thirteen layers.
In detta prima alternativa, il valore di permettività di ciascuno strato à ̈ pari al valore di 2,8. 1 valori di contorno per il calcolo delle caratteristiche del manicoto prevedono inoltre l'imposizione di un valore di tensione da applicare al condutore, che per semplicità , in generale, à ̈ stato posto uguale a 1000 kV, mentre per il valore di terra, il valore di tensione à ̈ stato imposto uguale a 0 kV. Il valore del massimo gradiente relativo al campo elettrico, rilevato in determinati punti critici, i.e. in corrispondenza dell’estremità dell’elettrodo di terra 4A (figura 7) nel punto 4.1, ed in corrispondenza di due punti 7.1, 7.2 di una estremità dell’elettrodo di potenza 7 (figura 8), viene di seguito riportato nella tabella 1 (pagina seguente). In said first alternative, the permittivity value of each stratum is equal to the value of 2.8. The boundary values for calculating the characteristics of the sleeve also provide for the imposition of a voltage value to be applied to the conductor, which for simplicity, in general, has been set equal to 1000 kV, while for the earth value, the voltage value was set equal to 0 kV. The value of the maximum gradient relating to the electric field, detected in certain critical points, i.e. at the end of the earth electrode 4A (figure 7) in point 4.1, and at two points 7.1, 7.2 of one end of the power electrode 7 (figure 8), it is shown below in table 1 (next page).
In una seconda alternativa, il valore di permettività degli strati dell’isolante 6, partendo dallo strato più interno fino a quello più esterno, à ̈ pari al valore di 2,8 per il primo strato, al valore di 4 per il secondo strato, al valore di 8 per il terzo ed il quarto strato, al valore di 4 per il quinto strato, al valore di 2,8 per i restanti strati dal sesto al tredicesimo. In a second alternative, the permittivity value of the layers of insulation 6, starting from the innermost layer to the outermost one, is equal to the value of 2.8 for the first layer, to the value of 4 for the second layer. , at the value of 8 for the third and fourth layers, at the value of 4 for the fifth layer, at the value of 2.8 for the remaining layers from the sixth to the thirteenth.
In una terza alternativa il valore di permettività degli strati dell’isolante 6, partendo dallo strato più interno fino a quello più esterno, à ̈ pari al valore di 10 per il primo strato, al valore di 2,8 per il secondo strato, al valore di 4 per il terzo e quarto strato, al valore di 2,8 per i restanti strati dal quinto al tredicesimo. In a third alternative, the permittivity value of the layers of insulation 6, starting from the innermost layer to the outermost one, is equal to the value of 10 for the first layer, to the value of 2.8 for the second layer, at a value of 4 for the third and fourth layers, at a value of 2.8 for the remaining layers from the fifth to the thirteenth.
In entrambi i casi, con riferimento alla seconda alternativa ed alla sua variante, i valori di contorno per il calcolo delle carateristiche del manicoto prevedono inoltre l'imposizione di un valore di tensione da applicare al condutore, che per semplicità , in generale, à ̈ stato posto uguale a 1000 kV, mentre per il valore di terra, il valore di tensione à ̈ stato imposto uguale a 0 kV. In both cases, with reference to the second alternative and its variant, the boundary values for calculating the characteristics of the sleeve also provide for the imposition of a voltage value to be applied to the conductor, which for simplicity, in general, is was set equal to 1000 kV, while for the earth value, the voltage value was set equal to 0 kV.
Sempre con riferimento alla seconda alternativa ed alla sua variante, il valore del massimo gradiente relativo al campo elettrico, rilevato nei punti critici, i.e. in corrispondenza di un punto 4.1 di una estremità dell’elettrodo di terra 4A (figura 6), ed in corrispondenza di due punti 7.1 e 7.2 di una estremità dell’elettrodo di potenza 7 (figura 7), viene di seguito riportato nella tabella 1. TABELLA 1 Alternativa Fig. 7 Fig. 8 Again with reference to the second alternative and its variant, the value of the maximum gradient relating to the electric field, detected in the critical points, i.e. in correspondence with a point 4.1 of one end of the earth electrode 4A (figure 6), and in correspondence with two points 7.1 and 7.2 of one end of the power electrode 7 (figure 7), it is shown below in table 1. TABLE 1 Alternative Fig. 7 Fig. 8
punto 4.1 punto 7.1 punto 7.2 point 4.1 point 7.1 point 7.2
kV/mm kV/mm kV/mm 1 144 206 217 kV / mm kV / mm kV / mm 1 144 206 217
2 75 139 154 2 75 139 154
3 128 170 163 3 128 170 163
Dai risultati riportati in tabella 1 si evidenzia come i valori di stress sulla struttura del manicotto 1 si abbassano in funzione di una conveniente dislocazione di strati con materiali di opportuno valore di permettività . The results reported in table 1 show how the stress values on the structure of the sleeve 1 decrease as a function of a convenient dislocation of layers with materials of suitable permittivity value.
Vantaggiosamente, alla luce di quanto sopra esposto, Ã ̈ possibile progettare ex ante il manicotto con caratteristiche meccaniche ed elettriche che lo rendano adattabile e fruibile in diverse condizioni operative. Advantageously, in the light of the above, it is possible to design ex ante the sleeve with mechanical and electrical characteristics that make it adaptable and usable in different operating conditions.
Ancora vantaggiosamente, il manicotto multistrato oggetto dell’ invenzione comprendente strati di materiale isolante alternati e strati di materiali ad alta costante dielettrica, consente di migliorare le prestazioni elettriche e meccaniche del manicotto durante l’esercizio su cavo e, nel caso si utilizzino soltanto materiali termoretraibili, si possono avere vantaggi durante l’installazione in campo. Still advantageously, the multilayer sleeve object of the invention comprising alternating layers of insulating material and layers of materials with a high dielectric constant, allows to improve the electrical and mechanical performance of the sleeve during operation on the cable and, if only shrink materials, you can have advantages during the installation in the field.
Le prestazioni elettriche del manicotto dipendono e possono essere modificate dai seguenti fattori: The electrical performance of the sleeve depends on and can be modified by the following factors:
- valore di rigidità dielettrica del materiale isolante, - dielectric strength value of the insulating material,
- valore di costante dielettrica del materiale HK - dielectric constant value of the material HK
- utilizzo di uno o più materiali isolanti aventi differenti valori di rigidità dielettrica, - use of one or more insulating materials with different dielectric strength values,
- utilizzo di uno o più materiali HK aventi differenti valori di costante dielettrica, - spessore degli strati di materiale isolante e materiale ad alta costante, - use of one or more HK materials with different dielectric constant values, - thickness of the layers of insulating material and high constant material,
- utilizzo di uno schermo metallico compreso negli strati, - use of a metal screen included in the layers,
- utilizzo di materiali in grado di tamponare l’umidità . - use of materials capable of buffering humidity.
Le prestazioni elettriche del manicotto dipendono altresì dai seguenti fattori: - numero di strati di materiale costituenti gli elettrodi di terra e di potenza, - caratteristiche elettriche del materiale utilizzato in ogni singolo strato degli elettrodi di terra e di potenza, The electrical performance of the sleeve also depends on the following factors: - number of layers of material constituting the ground and power electrodes, - electrical characteristics of the material used in each single layer of the ground and power electrodes,
- posizionamento degli elettrodi nel manicotto e loro particolare configurazione spaziale. - positioning of the electrodes in the sleeve and their particular spatial configuration.
Con riferimento alle prestazioni meccaniche del manicotto, queste dipendono dai singoli materiali utilizzati per la composizione gli strati, nonché dalla loro costante dielettrica, e sono valutabili dai diagrammi sforzi-deformazioni (stressstrain) dei singoli materiali. With reference to the mechanical performance of the sleeve, these depend on the individual materials used for the composition of the layers, as well as on their dielectric constant, and can be evaluated from the stress-strain diagrams of the individual materials.
Il controllo efficiente delle proprietà fisiche meccaniche ed elettriche della presente invenzione à ̈ ottenuto sfruttando la formazione di gradienti e campi vettoriali opportunamente governabili attraverso la scelta, il posizionamento e lo spessore dei materiali che compongono i diversi strati. The efficient control of the physical, mechanical and electrical properties of the present invention is obtained by exploiting the formation of gradients and vector fields that can be suitably governed through the choice, positioning and thickness of the materials that make up the different layers.
Un secondo vantaggio à ̈ dato dal fatto che scegliendo opportunamente materiali con determinati valori di modulo elastico, à ̈ possibile stabilire la pressione esercitata dalla dilatazione elastica del manicotto sul cavo anche in presenza di materiali che hanno una scarsa attitudine alle proprietà elastiche. A second advantage is given by the fact that by appropriately choosing materials with certain elastic modulus values, it is possible to establish the pressure exerted by the elastic expansion of the sleeve on the cable even in the presence of materials that have a poor aptitude for elastic properties.
Un ulteriore vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che à ̈ possibile bilanciare le proprietà termiche dei materiali degli strati del manicotto per omogeneizzare e controllare il processo di termorestringimento del manicotto al fine di installare detto manicotto su un cavo. A further advantage is represented by the fact that it is possible to balance the thermal properties of the materials of the layers of the sleeve to homogenize and control the heat shrink process of the sleeve in order to install said sleeve on a cable.
La presente invenzione à ̈ stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di esecuzione, ma à ̈ da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. The present invention has been described for illustrative, but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, but it is understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without thereby departing from the relative scope of protection. as defined by the appended claims.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000521A ITRM20110521A1 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | COVERING SLEEVE FOR CABLE JOINTS AND TERMINALS FOR ELECTRIC LINES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| IT000521A ITRM20110521A1 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | COVERING SLEEVE FOR CABLE JOINTS AND TERMINALS FOR ELECTRIC LINES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITRM20110521A1 true ITRM20110521A1 (en) | 2013-04-05 |
Family
ID=45094124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| IT000521A ITRM20110521A1 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | COVERING SLEEVE FOR CABLE JOINTS AND TERMINALS FOR ELECTRIC LINES |
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| IT (1) | ITRM20110521A1 (en) |
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2011
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